104煤焦厂爆破监控系统放员安全培训手册资料王新安.docx

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104煤焦厂爆破监控系统放员安全培训手册资料王新安

放炮员培训手册

放炮本质安全

井下爆破监控系统的设计贯穿了“本质安全”理念，“不安全就不能爆破，不安全就不能生产”的理念。

实现爆破管理有“措施管理”到“本质安全管理的飞跃”。

售后服务部:

王新安

2014/9/16

目录

前言：

---------------------------------------------------------------------------3页

第一章：

煤矿井下爆破监控系统基本原理功能-----------------------------------------4页

第一节：

煤矿井下爆破监控系统设计思路与原则----------------------------------------5页

第二节：

煤矿井下爆破监控系统组成----------------------------------------------------5页

第三节：

系统基本功能与事故案例------------------------------------------------------7页

第四节：

系统基本功能实现的原理与途径-----------------------------------------------8页

第五节：

系统技术的参数---------------------------------------------------------------12页

第二章：

煤矿井下爆破监控系统设备硬件介绍-----------------------------------------14页

第一节：

硬件产品功能与技术参数------------------------------------------------------15页

一、放炮数据传输装置KJ225-J------------------------------------------------------15页

二、放炮区域控制器KJ255-F--------------------------------------------------------17页

三、放炮监控器KJ255-S------------------------------------------------------------25页

四、放炮监控卡KJ255-K------------------------------------------------------------36页

五、安全距离定位器FFB5-----------------------------------------------------------42页

六、三人连锁监测仪KJ225-S-------------------------------------------------------52页

七、语音警示仪KXB-127------------------------------------------------------------54页

八、无线瓦斯便携式传感器JCB4----------------------------------------------------56页

九、放炮监控终端-FD200LS-------------------------------------------------------57页

第二节：

放炮监控终端与普通发爆器的对比---------------------------------------------64页

第三章：

煤矿井下爆破监控系统设备布置安装设计-------------------------------------66页

第一节：

地面中心站设备的安装---------------------------------------------------------67页

第二节：

煤矿井下爆破监控系统设备的安装---------------------------------------------68页

第三节：

井下各巷道设备安装与布置----------------------------------------------------71页

第四章：

信息发爆器的使用操作流程----------------------------------------------------76页

第一节：

放炮终端机各接口介绍---------------------------------------------------------77页

第二节：

放炮终端机操作过程-----------------------------------------------------------77页

第二节：

系统常见故障及修理方法-------------------------------------------------------83页

第三节：

盲炮产生的原因与调查处理措施------------------------------------------------85页

第五章:

放炮终端下井前的检测-----------------------------------------------------------90页

第一节、智能发爆器参数测定仪，实现功能----------------------------------------------91页

第二节：

放炮终端的测试步骤------------------------------------------------------------92页

第六章：

煤矿井下爆破监控系统线路连接图---------------------------------------------94页

前言

井下爆破放炮监控系统的基本思路：

井下爆破监控系统的设计贯穿了“本质安全”理念，“不安全就不能爆破，不安全就不能生产”的理念。

实现爆破管理有“措施管理”到“本质安全管理的飞跃”。

对爆破过程中的不安全因素的实时监控，实现本质安全管理，对整个爆破过程实施闭锁管理。

方案设计标准：

依据：

《煤矿井下爆破作业安全规程》、《煤矿安全规程》、《煤矿安全监控系统通用技术要求》、《煤矿井下人员管理系统通用技术要求》、《煤矿安全生产监控系统通用技术条件》等标准制定本设计方案。

第一章

煤矿井下爆破监控系统基本原理功能

第一节：

煤矿井下爆破监控系统设计思路与原则

第二节：

煤矿井下爆破监控系统组成

第三节：

系统基本功能与事故案例

第四节：

系统基本功能实现的原理与途径

第五节：

系统技术的参数

第一节：

煤矿爆破监控系统设计思路与原则

一、系统设计思路

根据目前的爆破管理的状况，为了达到爆破管理的“本质安全”，杜绝爆破过程中出现人员误入放炮不安全区域、安全距离外起爆、瞎炮/哑炮、警戒人员不到位、瓦斯超限起爆等不安全环境因素，因此采取对上述情况进行实时监控管理，达到“不安全，就不能放炮；不安全，就放不响”，对整个爆破过程实施“闭锁”管理。

二、系统设计原则

智能爆破（放炮）监测监控系统的设计贯穿了“不安全，就不能放炮；不安全，就放不响”的理念，实现爆破管理由“措施管理”到“本质安全管理”的飞跃。

第二节：

煤矿井下爆破爆破监控系统组成

一、系统设备组成

井上：

放炮监控主机、放炮监控系统备机、信息发爆器管理机、UPS不间断电源、传输接口装置（KJ255-J）。

井下：

通信线缆、本案电源箱、放炮区域控制器（KJ255-F）、放炮监控器（KJ255-S）、安全距离定位器（FFB5）、三人连锁监视仪（KJ255-F）、语音警示仪（KXB-127）、放炮监控终端（FD200LS）、放炮监控卡（KJ255-K）。

二、实现井下安全爆破的基本原理

井下放炮时：

所有设备组合完成对放炮过程的安全监控，

1、井下放炮区域控制器、人员监控器、放炮监控卡（主要对放炮过程中的人员情况进行监控、防止人员没撤完与误爆破区域伤人）。

2、安全距离标志器、放炮监控终端、三人连锁监视仪、三人连锁卡、语音警示仪，（主要对放炮时的安全位置、网络电阻、三人连锁人员信息确认确保责任人到达现场）。

放炮时信息发爆器通过无线传输到安全距离标志器设备传输地面主机。

由地主机自动分析当前井下、危险区域是否有人、瓦斯浓度、风量、煤尘、喷雾等信息。

判断是否符合放炮条件，如条件符合放炮条件，井上电脑会把指令传输到到信息发爆器，信息发爆器接收到指令，完成放炮。

第三节：

煤矿井下爆破监控系统基本功能

对爆破过程中的“不安全因素”进行实时监控，重点是人员误入放炮不安全区域、安全距离外起爆、瞎炮/哑炮、警戒人员不到位、瓦斯超限起爆、三人连锁制度执行控制、喷雾洒水控制等不安全环境因素，达到“不安全，就不能放炮；不安全，就放不响”，对整个爆破过程实施“闭锁”管理。

主要通过“十个不能，一个监控”来实现现场的实时监控，具体如下：

十个不能：

一、起爆位置不对，不能放炮；

二、不进行三人连锁，不能放炮；

三、网络电阻不合格，不能放炮；

四、有人在危险区域，不能放炮；

五、警戒人员没到位，不能放炮；

六、瓦斯超限，不能放炮；

七、煤尘超限，不能放炮；

八、喷雾设施没有打开，不能放炮；

九、风量不足，不能放炮；

一十、工作面动力电源没停，不能放炮；

一个监控：

矿山各级领导能够通过网络对放炮全过程进行实时监控。

第四节：

基本功能实现的原理与途径

一、安全距离不够，不能放炮。

通过放炮监控终端（FD200LS）和起爆位置定位器（FFB5）综合作用实现的（它们之间的无线通讯设定为5米之内），使用时按照煤矿安全规程设定好安全起爆位置，在放炮安全起爆位置处设定一台安全距离定位器，放炮监控终端（FD200LS）只有收到设定的定位器发出的信号时，才能启动进入工作状态，否则，不工作。

事故案例：

99年2月12日新汶矿业集团华丰煤矿因放炮距离不够导致1人死亡。

二、不进行三人连锁，不能放炮。

确保放炮时，责任人必须到现场完成自己的职责。

通过虹膜识技术和三人连锁卡射频技术实现，如三人联锁中其中一人离开放炮监控周边一定距离，系统将自动闭锁，不能放炮。

此虹膜技术能够准备无误的采集传输人员信息，靠近设备，并按照设备的语音提示观看一下镜头，就完成识别过程，下传给放炮监控终端机，实现三人联锁放炮。

事故案例：

10年8月20日山西汾西矿业集团香源煤业因非三人连锁导致放炮事故死亡2人。

三、网络电阻不合格，可能有瞎炮，不能放炮。

瞎炮处理是放炮过程的一个很大安全隐患，瞎炮处理非常容易造成人员伤亡事故。

智能放炮监控系统，可以提前预测是否可能产生瞎炮，以便于提前采取措施，预防瞎炮的产生，实现本质安全。

坚决杜绝因双绞线接线不牢、不标准而引起的落炮，从而有效的杜绝瞎炮、哑炮。

这种不合格状态有三种情况：

一是，数值超标，就不能放炮；

二是，数值虽然不超标，但是一直在波动，就不能放炮；

三是，数值虽然不超标，但是一直在升高，就不能放炮。

事故案例：

09年1月18日朱仙矿石门因网络电阻不合格，有瞎跑导致1人死亡。

四、有人在危险区域，不能放炮。

就是放炮时，首先监测放炮区域（警戒区域）是否有人，有人系统就自动闭锁，不能放炮。

是否有人的信息的判断方法：

通过安装在放炮警戒区域内的放炮监视器来完成控制，有人员在危险区域，就终止作业，不能放炮。

放炮人员监视器采用灯光测量和连锁卡检查综合实现。

事故案例：

10年3月3日松藻同华煤矿有人在危险区域，放炮导致煤与瓦斯突出30人死亡。

五、警戒人员没到位，不能放炮。

警戒人员是否到位的检测是通过安装在放炮警戒点的放炮监视器检测警戒人员携带的连锁卡实现的。

事故案例：

10年5月13日贵州安顺矿因有人在警戒区域放炮导致放炮事故。

六、瓦斯超限，不能放炮。

瓦斯检测值从两个方面获得：

一个是现场悬挂的无线瓦斯传感器获得，无线瓦斯传感器由放炮员随身携带，也可以悬挂在现场可能有瓦斯超限的地方，该传感器采用无线传输的方式将瓦斯数据传输到系统中；另一个就是从矿现有安全监控系统获取瓦斯数据。

事故案例：

04年11月28陕西省铜川矿务局陈家山煤矿因瓦斯超限导致放炮事故166人死亡。

七、煤尘超限，不能超限。

当煤尘浓度超限时，系统自动闭锁不能放炮。

煤尘浓度数据来源可以通过两种途径实现，一个是在放炮监控系统上直接接入煤尘传感器；另一个是，本系统直接获取矿提供的粉尘监控系统煤尘数据。

事故案例：

05年11月27日黑龙江七台河矿业集团东风煤矿因粉尘超限放炮导致放炮事故死亡171人。

八、喷雾设施没有打开，不能放炮。

放炮之前必须喷雾降尘。

系统设计为放炮监控终端通电后自动给喷雾设施（简称为喷雾传感器）发出喷雾指令，现场的喷雾枪、喷雾帘等开始工作，同时接收喷雾效果的参数（水量、水压、雾化效果），不合格时，不能进行下一步操作。

事故案例：

01年12月新汶矿业集团公司汶南煤矿因喷雾设施没打开引发煤尘爆炸死亡22人。

九、风量不足，不能放炮。

风速风量数据来源可以通过两种途径实现，一个是在放炮监控系统上直接接入传感器；另一个是，本系统直接获取矿提供的安全监控系统风速风量数据。

事故案例：

09年5月6日山西麻家梁煤矿因风量不足发生煤烟中毒死亡11人。

十、工作面没有停电，不能放炮。

通过接收工作地点的供电继电器的是否供电的信号，系统可以实现供电时，发爆器闭锁，不能放炮。

事故案例：

05年4月15日黔西南州安龙县龙山镇龙公煤矿因没有停动力电，导致瓦斯爆炸。

一个监控：

矿级领导能够通过网络对放炮全过程进行实时监控。

存在其他安全隐患时，就不能放炮。

根据需要系统可以接入杂散电流、冲击地压等传感器数据，实现不安全就不能放炮！

第五节：

煤矿井下爆破系统技术参数

一、系统容量：

单套系统接口最大可接入放炮区域控制器128台。

二、系统可以监控的安全因素为10种以上，可根据需要增加或者减少监控因素。

三、系统连接方式：

系统连接方式为CAN/IP,采用信号线缆或者光纤通讯系统误码率：

≤10～8。

四、放炮监控终端与系统之间的最大无线通讯距离3-10m。

五、供电：

井下设备采用本安电源供电，远程供电距离不小于2km。

六、系统存储性能：

有关记录在地面中心站保存半年以上。

七、软件画面响应时间：

调出整幅画面85%的响应时间≤2s，其余画面≤5s。

八、地面系统与井下控制器离线控制功能：

即当地面主机与井下控制器中断通讯时，井下控制器具有离线管理功能，以确保井下放炮的正常运行。

九、设备故障处理功能：

当放炮安全环境参数传感器出现设备故障时（数据超限、信号不通），这时，地面主机自动弹出对话窗，并报警，经过井下确认，地面领导批准后，可由操作员设置为故障命令，系统自动进行故障处理。

（就是将故障作为合理数据来实施控制）

十、语音报警功能：

进入放炮程序时，每个环节都由语音警示仪发出命令，以警示周边人此区域正在进行放炮。

第二章

煤矿井下爆破监控系统设备硬件介绍

第一节：

硬件产品功能与技术参数

一、放炮数据传输装置KJ225-J

二、放炮区域控制器KJ255-F

三、放炮监控器KJ255-S

四、放炮监控卡KJ255-K

五、安全距离定位器FFB5

六、三人连锁监测仪KJ225-S

七、语音警示仪KXB-127

八、无线瓦斯便携式传感器JCB4

九、放炮监控终端-FD200LS

第二节：

放炮监控终端与普通发爆器的对比

第一节：

硬件产品功能与技术参数

一、放炮数据传输装置KJ225-J

放炮数据传输装置：

是（KJ387煤矿井下爆破监控系统的主要配套产品）功能就是传输监控主机到放炮区域控制器和放炮区域控制器到主机的信号传输，并实现地面线路和井下线路的隔离，保证矿井的安全。

（一）、功能特点

主要由信号转换模块组成，完成通讯信号的转换。

采用光栅隔离技术实现本安与非本安运行环境的隔离，实现店面线路和井下线路的隔离。

采用220V电源供电。

（二）、技术参数

电源电压：

AC220V（±10%）

工作电压：

18V

工作电流：

≤100mA

通讯速率：

1200bps～9600bps间自动调整

外型尺寸：

（430×300×80）mm

重量：

3500克

地面主机与放炮数据传输装置间的数据传输

1　放炮数据传输装置：

RS232；

2　传输信号方式：

半双工、串行异步传输；

3　传输电缆：

标准计算机通讯电缆；

4　传输速率：

4800bps；

5　最大数据传输距离：

15m；放炮数据传输装置与放炮区域控制器间的数据传输

6　传输信号方式：

半双工、串行异步传输；

7　传输电缆：

通讯电缆（MHYVR1×2×7/0.52）；

8　巡检周期：

＜30S；

二、放炮区域控制器KJ255-F

放炮区域控制器：

是（KJ387煤矿井下爆破监控系统的主要配套产品）起到信息储存收集中专作用，放炮区域控制器接收到放炮监控器的信息后，通线缆与光缆，将信息上传到地面（放炮监控数据传输装置KJ255-J）。

（一）、功能特点

放炮区域控制器主要由信息采集处理模块、传输模块、后备电源、嵌入式软件组成。

功能就是双向通讯---一方面将接收到的放炮人员信息、放炮操作信息传到地面；一个放炮区域控制器最多可以连接8个放炮监控器。

放炮区域控制器与放炮监控器之间采用CAN总线通讯，距离最大可以达到10千米。

放炮区域控制器与放炮监控数据传输装置的信号传输可以采用CAN总线方式，也可以直接接光端机，采用光缆通讯的方式，也可以直接接因特网交换机。

放炮区域控制器内存容量为5000条记录。

放炮区域控制器需要布置在安全环境好的巷道或者硐室为宜。

每个放炮区域控制器需要一个矿用本安电源供电（不间断的供电不小于2小时），由此保证放炮区域控制器在断电等特殊情况下的连续工作。

（二）、使用环境

1、大气压力：

86kPa～106kPa；

2、环境温度：

0℃～+40℃；

3、空气相对湿度：

≤＋95%（＋25℃时）；

4、在有甲烷、煤尘爆炸性气体混合物的煤矿井下,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体。

5、高温：

＋60℃；

6、低温：

－40℃；

7、平均相对湿度：

95％（＋40℃）；

8、振动：

加速度50ｍ/s2；

9、冲击：

峰值加速度500ｍ/s2。

（三）工作条件

1、安装位置：

煤矿井下各巷道的进、出附近和特殊需要安装的位置；

2、供电电压：

DC19V；

3、工作电流：

≤90mA；

（四）内部结构

图2矿用本安型无线放炮监控器内部结构

主电路板安装在机箱箱体内，主电路板上具有多组数据接口，用于连接8个无线放炮监控器；主电路板上具有拨码开关，用于放炮区域控制器地址设置和放炮区域控制器通讯速率设置（具体设置方法见本说明书第六条“使用与操作”）。

（五）技术指标

1、主要功能

（1）放炮区域控制器应具有与接口双向通信及指示功能；

（2）放炮区域控制器应具有与无线放炮监控器通讯功能；

（3）放炮区域控制器应具有故障指示功能；

（4）放炮区域控制器应具有在主通信中断时数据存储的功能；

（5）放炮区域控制器应具有外接备用电源功能。

（六）主要技术参数

供电电源：

DC19V（KDW0.7/18-J矿用隔爆兼本安电源继电器箱）

1、放炮区域控制器与放炮监控数据传输装置之间通信传输路数：

1路；

（1）传输方式：

主从式、半双工、CAN信号；

（2）传输速率：

2400bps；

（3）最大传输距离：

10km

（4）信号电压峰-峰值：

1V～13V

（5）信号电流峰值：

≤80mA

2、放炮区域控制器与放炮区域监控器

（1）通信路数：

8路；

（2）传输方式：

单工、CAN信号；

（3）传输速率：

9600bps；

（4）最大传输距离：

1km

（5）信号电压峰-峰值：

1V～13V

（6）信号电流峰值：

≤30mA

3、本安参数

Ui:

DC19VIi:

90mACi:

0uFLi:

0mH

（1）、尺寸与重量：

外形尺寸：

310mm×225mm×71mm。

重量：

3Kg

（七）、安装配套要求

1.传输电缆

（1）传输电缆型号为MHYVR，分布电容不大于0.06F/Km，分布电感不大于800μH/Km。

（2）通讯电缆应铺设在巷道的电缆钩上，保持合理垂度，工整。

（3）竖井或斜井电缆应采用铠装加强电缆，固定敷设在井壁上。

（4）电缆接头应采用防爆接线盒连接。

2.防爆电源

（1）防爆电源的型号：

KDW0.7/18-J矿用隔爆兼本安电源继电器箱

（2）电源应固定安装在放炮区域控制器25米内的巷道壁上。

（3）安装防爆电源时先用防爆电钻或射钉枪在巷道壁上打孔，再用膨胀螺丝穿过防爆电源的地脚螺丝孔，一起固定牢固即可。

（4）防爆电源的安装使用参照其使用说明书进行。

（八）、使用与操作

1、放炮区域控制器的使用设置

放炮区域控制器具有地址编码开关，能够对放炮区域控制器进行地址编码；放炮区域控制器具有传输速率设置开关，能够设置放炮区域控制器与放炮监控数据传输装置间的通信数据传输速率。

2、放炮区域控制器的地址设置

地址编码设置：

打开放炮区域控制器前门，拨动拨码开关SW1的1-6位设置地址编号。

拨码开关

设置与网络地址：

（见下表）

网络地址设置（■表示为短接，□表示为断开）

地址

开关设置

1

2

3

4

5

6

01

■

□

□

□

□

□

02

□

■

□

□

□

□

03

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04

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05

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06

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07

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08

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09

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10

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15

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16

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■

□

3、炮区域控制器与放炮监控数据传输装置间传输速率的设置

传输速率设置：

拨动拨码开关SW1的7-8位设置放炮区域控制器与放炮监控数据传输装置间的传输速率。

拨码开关设置与传输速率：

（见下表）

表4传输速率设置（■表示为短接，□表示为断开）

传输速率

开关设置

7

8

1200bps

□

□

2400bps

■

□

4800bps

□

■

9600bps

■

■

注：

放炮区域控制器在更新地址和传输速率后需要将控制器重新上电初始化。

（九）、故障分析与排除

通常地面主机可对数据传输通道的短路、断路故障和考勤定位分机的工作状态进行监测并显示。

一旦出现故障放炮区域控制器接口不得自行拆卸，应由专业人员或送制造单位修理；放炮区域控制器和放炮区域控制器接收电路不得自行拆卸，如出现故障，应由专业人员或送制造单位修理。

放炮区域控制器常见故障及修理方法见下表：

故障现象

常见原因

处理方法

设备无接电显示

电源无连接；

电源电压不稳；

电源接口损坏。

查看电源接线，正确连接；